CN111496822A - 一种手指结构及其手套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手指结构及其手套,包括:第一指节、第二指节、连接组件和驱动组件;所述连接组件包括:连接杆和活动单元。该手指结构及其手套在连接杆的作用下,能够使第一指节和第二指节之间实现相对的转动,提高手指结构与人体手指的贴合程度,从而提高人体手指的自由度;在驱动组件的作用下,驱动活动单元与第一指节连接,从而固定第一指节与第二指节之间的相对位置,实现对人体手指的位置的固定,使得手指结构实现对人体手指的力反馈作用,提高人机交互的体验。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互领域,具体涉及一种手指结构及其手套。
背景技术
随着人机交互的广泛应用,人机交互的体验也愈发的重要,而力反馈数据手套作为一种可穿戴设备,应用于人机交互过程中。它将机器人反馈回来的力觉和触觉信息转换成直接可以作用于人手的力或力矩,使操作者产生在远程操作机械人抓取物件时,有身临其境的触感,从而实现机器人与人感知系统联通。但是,现有的力反馈数据手套主要是通过线、拉索或多连杆的机械机构来实现,并且体积庞大,不利于佩戴,降低了与手部关节之间的贴合,使得手指的自由度降低,大大影响了操作者的使用感受。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种手指结构及其手套,具有力反馈功能,并且能够与操作者的手部关节紧密贴合,提高手指的自由度,从而提高人机交互的体验。
根据本发明的实施例的手指结构,包括:第一指节、第二指节、连接组件和驱动组件;所述连接组件包括:用于连接所述第一指节和所述第二指节的连接杆,以及用于固定所述第一指节与所述第二指节之间位置的活动单元;所述连接杆与所述第二指节转动连接,所述连接杆与所述第一指节连接;所述第二指节与所述第一指节转动连接;所述驱动组件分别与所述第二指节和所述活动单元连接,以驱动所述活动单元沿着所述连接杆滑动,限制所述第一指节与所述第二指节之间的相对转动位置。
根据本发明实施例的手指结构,至少具有如下有益效果:在连接杆的作用下,能够使第一指节和第二指节之间实现相对的转动,提高手指结构与人体手指的贴合程度,从而提高人体手指的自由度;在驱动组件的作用下,驱动活动单元在连接杆上移动,直至活动单元与第二指节连接,从而固定第一指节与第二指节之间的相对转动位置,实现对人体手指的位置的固定,使得手指结构实现对人体手指的力反馈作用,提高人机交互的体验。
根据本发明的一些实施例,所述连接组件还包括:用于使所述第二指节与所述活动单元之间产生对向力的弹性单元;所述弹性单元分别与所述连接杆、所述第二指节和所述活动单元连接。
根据本发明的一些实施例,所述活动单元包括:活动板、第一固定件、轴承和滑动杆;所述第一固定件分别与所述活动板和所述轴承连接,所述滑动杆与所述轴承转动连接,所述滑动杆与所述第一指节滑动连接;所述活动板与所述连接杆滑动连接,以使所述活动板分别与所述驱动组件、所述弹性单元和所述第二指节抵接。
根据本发明的一些实施例,所述活动板上设置有第一通孔和连接块,所述第一固定件上设置有第一连接孔;所述连接块与所述第一连接孔配合连接,所述活动板通过所述第一通孔与所述连接杆滑动连接。
根据本发明的一些实施例,所述第一指节上设置有用于所述滑动杆滑动的第一长槽;所述第一长槽与所述滑动杆配合滑动连接。
根据本发明的一些实施例,还包括第一刹车盘和第二刹车盘;所述第一刹车盘与所述活动单元连接,所述第二刹车盘与所述第二指节连接,所述第二刹车盘与所述第一刹车盘凹凸连接;所述连接杆与所述第一刹车盘滑动连接,所述连接杆与所述第二刹车盘转动连接。
根据本发明的一些实施例,所述第一指节上设置有第一限位板和第二限位板,所述第二指节上设置有第三限位板和第四限位板;所述连接杆分别与所述第一限位板和所述第二限位板连接,所述第三限位板通过所述连接杆与所述第一限位板转动连接,所述第四限位板通过所述连接杆与所述第一限位板转动连接,所述第二刹车盘与所述第三限位板连接。
根据本发明的一些实施例,所述驱动组件包括:电机、传动单元、丝杠和用于驱动所述活动单元在所述连接杆上移动的滑动块;所述电机与所述第二指节连接,所述传动单元分别与所述电机和所述丝杠连接,所述丝杠与所述滑动块螺纹连接,所述滑动块与所述活动单元连接。
根据本发明实施例的一种手套,包括:手指机构、手背机构和用于与手指连接的若干固定机构;所述手指机构包括如上任一项所述的手指结构;所述手背机构与所述手指机构连接,所述固定机构分别与所述手指机构和所述手背机构连接。
根据本发明的一些实施例,所述手指机构还包括:第三指节和手背指节;所述第二指节与所述第三指节之间、以及所述第三指节与所述手背指节之间均通过所述连接组件和所述驱动组件连接,所述手背指节与所述手背机构连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的手指结构的分解图;
图2是根据本发明实施例的手指结构的组合图;
图3是根据本发明实施例的活动单元的分解图;
图4是根据本发明实施例的第一指节的结构图;
图5是根据本发明实施例的驱动组件的结构图;
图6是根据本发明实施例的手套的结构图;
图7是根据本发明实施例的手指机构的结构图。
附图标记:
第一指节100、第一长槽110、第一限位板120、第二限位板130、第二指节200、第二刹车盘210、第三限位板220、第四限位板230、连接组件300、连接杆310、活动单元320、活动板321、第一通孔3211、连接块3212、第一固定件322、第一连接孔3221、轴承323、滑动杆324、第一刹车盘325、弹性单元330、驱动组件400、电机410、传动单元420、传动杆421、第一齿轮422、第二齿轮423、丝杠430、滑动块440、第三指节500、手背指节600、手指机构1000、手背机构2000。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,如果有描述到第一、第二、第三、第四、第五等只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示,根据本发明实施例的手指结构,包括:第一指节100、第二指节200、连接组件300和驱动组件400;连接组件300,包括:用于连接第一指节100和第二指节200的连接杆310,以及用于固定第一指节100与第二指节200之间位置的活动单元320;连接杆310与第二指节200转动连接,连接杆310与第一指节100连接;第二指节200与第一指节100转动连接;驱动组件400分别与第二指节200和活动单元320连接,以驱动活动单元320沿着连接杆310滑动,限制第一指节100与第二指节200之间的相对转动位置。
例如,如图1和图2所示,手指结构具有两种状态,第一种是第一指节100与第二指节200之间的自由转动状态,此时手指结构处于活动状态,第一指节100与第二指节200之间没有力矩传递;第二种是第一指节100与第二指节200之间的固定状态,此时手指结构处于力反馈状态,第一指节100与第二指节200之间进行力矩传递。进一步,手指结构是外骨骼的结构,即手指结构是配合在人体手指的外侧进行作用的。
当手指结构处于活动状态时,活动单元320不与第二指节200连接,由于第二指节200能够在连接杆310上转动,使得第一指节100和第二指节200之间能够实现相对的自由转动,提高了手指结构与人体手指的贴合程度,从而提高人体手指的自由度。
在手指结构从活动状态转变为力反馈状态的过程中,驱动组件400驱动活动单元320在连接杆310上滑动,当活动单元320与第二指节200连接时,在驱动组件400和活动单元320的压力下,使得第一指节100与第二指节200之间处于锁紧状态,从而使手指结构转变为力反馈状态,固定第一指节100与第二指节200之间的相对位置,从而固定人体手指的位置,使得手指结构实现对人体手指的力反馈作用,提高人机交互的体验。
进一步,活动单元320与驱动组件400之间的连接可以设置为固定连接,或接触式连接。当活动单元320与驱动组件400固定连接时,在手指结构从力反馈状态转变为活动状态的过程中,驱动组件400驱动活动单元320在连接杆310上滑动,驱使活动单元320与第二指节200的连接解除,使得第一指节100与第二指节200之间能够重新实现相对的自由转动。当活动单元320与驱动组件400接触式连接时,在手指结构从力反馈状态转变为活动状态的过程中,驱动组件400缓慢复位,而减少对活动单元320的压力,从而使得活动单元320减少对第二指节200的压力,进而使得第一指节100与第二指节200之间的压力减少,第一指节100与第二指节200之间的力矩传递能力减弱,当第一指节100与第二指节200之间的摩擦力减弱至一定程度时,第一指节100与第二指节200之间能够重新实现相对的自由转动。
进一步,连接杆310与第一指节100之间的连接方式可以设置为固定连接或转动连接。当连接杆310与第一指节100固定连接时,通过使第二指节200在连接杆310上转动,而使第一指节100与第二指节200之间实现相互的转动;当连接杆310与第一指节100转动连接时,通过使第一指节100在连接杆310上转动、或使第二指节200在连接杆310上转动、或同时使第一指节100和第二指节200在连接杆310上转动,均能实现第一指节100与第二指节200之间的相互转动。
在本发明的一些具体实施例中,连接组件300还包括:用于使第二指节200与活动单元320之间产生对向力的弹性单元330;弹性单元330分别与连接杆310、第二指节200和活动单元320连接。
例如,如图2所示,弹性单元330使得第二指节200与活动单元320之间产生对向力,防止第二指节200与活动单元320之间的碰撞,有效的保护了第二指节200和活动单元320。
同时,在手指结构从力反馈状态转变为活动状态的过程中,弹性单元330能够驱动活动单元320复位。具体地,当驱动组件400缓慢复位时,活动单元320在弹性单元330的作用下,也随着驱动组件400的移动而缓慢复位,使得活动单元320与第二指节200的连接解除,使得第一指节100与第二指节200之间能够重新实现相对的自由转动。
进一步,弹性单元330与第二指节200和活动单元320的连接方式可以设置为转动连接或接触式连接。当弹性单元330分别与第二指节200和活动单元320转动连接时,弹性单元330的一端固定在第二指节200上,弹性单元330的另一端固定在活动单元320上,并且在第一指节100与第二指节200相互转动时,弹性单元330能够在与第二指节200和活动单元320上转动。当弹性单元330分别与第二指节200和活动单元320接触式连接时,只有在驱动组件400驱动活动单元320进行运动,并使活动单元320在连接杆310上滑动至一定位置时,弹性单元330才会同时与第二指节200和活动单元320连接。
在本发明的一些具体实施例中,活动单元320包括:活动板321、第一固定件322、轴承323和滑动杆324。
例如,如图3所示,第一固定件322分别与活动板321和轴承323连接,第一固定件322有效的固定了活动板321的位置,使得驱动组件400能够有效的驱动活动板321进行滑动;滑动杆324与轴承323转动连接,滑动杆324与第一指节100滑动连接,在轴承323的作用下,使得滑动杆324能够在第一指节100内实现滚动式的滑动,降低了滑动杆324与第一指节100间的摩擦,有效的保护了滑动杆324,提高了滑动杆324的滑动效率。进一步,滑动杆324的设置能够使第一指节100与第二指节200之间传递弯矩,更好的模拟了现实中的相邻指节之间的关系,提高力反馈的准确性。
活动板321与连接杆310滑动连接,以使活动板321分别与驱动组件400、弹性单元330和第二指节200抵接,即活动板321与驱动组件400、弹性单元330和第二指节200之间的连接,均是接触式的连接。当手指结构从活动状态转变为力反馈状态的过程中,驱动组件400与活动板321抵接,驱动活动板321在连接杆310上滑动,并使活动板321与弹性单元330和第二指节200抵接,即完成第一指节100与第二指节200之间的固定,使得第一指节100与第二指节200之间传递力矩。
具体地,活动板321与弹性单元330之间抵接的设置,便于第一指节100与第二指节200之间的相对转动。进一步,由于活动板321固定在第一固定件322上,而第一固定件322与第一指节100之间的位置是相对固定的,从而使得活动板321不能在连接杆310上进行转动和滚动,因此,活动板321与驱动组件400之间的抵接设置,使得第一指节100与第二指节200之间能够进行有效的转动。
在本发明的一些具体实施例中,活动板321上设置有第一通孔3211和连接块3212,第一固定件322上设置有第一连接孔3221。
例如,如图3所示,连接块3212与第一连接孔3221配合连接,有效的固定了活动板321与第一固定件322之间的位置,使得驱动组件400能够有效的驱动活动板321进行滑动;同时,这样的安装组合结构有助于各组件之间的分离和组合,便于维修。活动板321通过第一通孔3211与连接杆310滑动连接,使得活动板321能够在连接杆310上实现滑动,便于对第一指节100和第二指节200之间相对位置的调节。
在本发明的一些具体实施例中,第一指节100上设置有用于滑动杆324滑动的第一长槽110。
例如,如图4所示,第一长槽110与滑动杆324配合滑动连接,使得滑动杆324能够在第一指节100上进行稳定的滑动;同时能够防止在力反馈状态下,第一指节100与第二指节200之间发生位置的偏移,提高力反馈的准确性。
在本发明的一些具体实施例中,还包括第一刹车盘325和第二刹车盘210。
例如,如图2所示,连接杆310与第二刹车盘210转动连接,提高了第一指节100与第二指节200之间相对转动的效率。第二刹车盘210与第二指节200连接,使得第二刹车盘210固定在第二指节200上;第一刹车盘325与活动单元320连接,使得驱动组件400在驱动活动单元320在连接杆310上滑动时,活动单元320能够带动第一刹车盘325在连接杆310上滑动,从而使得第二刹车盘210与第一刹车盘325凹凸连接。
凹凸连接的方式提高了第二刹车盘210与第一刹车盘325之间的摩擦系数,即在相同压力的前提下提高摩擦力,从而提高了第二刹车盘210与第一指节100之间的锁紧力,防止第一指节100与第二指节200之间发生相对转动,从而有效的固定人体手指的位置,使得手指结构实现对人体手指的力反馈作用,提高人机交互的体验。
进一步,第二刹车盘210与第一刹车盘325的连接面上也可以设置有橡胶或其它增加摩擦系数的装置,从而使得第二刹车盘210与第一刹车盘325之间通过橡胶进行软连接,提高了第二指节200与第一指节100之间的摩擦力。同时,由于第一刹车盘325与活动板321之间是相对固定的,没有发生相对的运动,因此第一刹车盘325与活动板321的连接方式可以设置为过盈连接或其它可拆卸连接结构。
在本发明的一些具体实施例中,第一指节100上设置有第一限位板120和第二限位板130,第二指节200上设置有第三限位板220和第四限位板230。
例如,如图1所示,连接杆310分别与第一限位板120和第二限位板130连接,使得连接杆310固定在第一限位板120和第二限位板130之间。第三限位板220通过连接杆310与第一限位板120转动连接,第四限位板230通过连接杆310与第一限位板120转动连接,即第一限位板120与第三限位板220之间是贴合的,第二限位板130与第四限位板230之间是贴合的,提高了第一指节100与第二指节200之间的相对位置的稳定性,防止第一指节100与第二指节200之间发生碰撞,造成部件的损坏。进一步,第二刹车盘210与第三限位板220连接的方式可以设置为过盈连接或其它可拆卸连接结构,使得第二刹车盘210与第三限位板220之间进行稳定的固定连接。
在本发明的一些具体实施例中,驱动组件400包括:电机410、传动单元420、丝杠430和用于驱动活动单元320在连接杆310上移动的滑动块440。
例如,如图5所示,传动单元420分别与电机410和丝杠430连接,使得电机410能够驱动传动单元420进行旋转,而传动单元420能够带动丝杠430进行旋转。
丝杠430是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,主要功能是将旋转运动转换成直线运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。丝杠430与滑动块440螺纹连接,使得丝杠430的旋转能够驱动滑动块440在丝杠430上进行直线的运动。滑动块440与活动单元320连接,使得滑动块440带动活动单元320在连接杆310上进行直线的滑动,进而驱动活动单元320与第二指节200的连接,固定第一指节100与第二指节200之间的位置,实现力反馈功能。电机410与第二指节200连接,使得电机410固定在第二指节200上,提高驱动活动单元320滑动的效率。
进一步,传动单元420可以设置为:传动杆421、第一齿轮422和第二齿轮423;使得传动杆421分别与电机410和第一齿轮422连接,第一齿轮422与第二齿轮423啮合连接,第二齿轮423与丝杠430连接。电机的运转能够驱动传动杆421、第一齿轮422和第二齿轮423的旋转,进而带动丝杠430的旋转。
具体地,滑动块440的结构可以由螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成;当滑动块440与丝杠430配合连接时,其组合结构与滚珠丝杠的原理和功能一致。而滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
进一步,电机410上也可以连接有减速箱,从而有效的对电机410的速度进行控制。进一步,可以通过设置固定块,使固定块分别与丝杠430和第二指节200连接,以固定丝杠430旋转的位置,使得丝杠430的旋转更加稳定。
根据本发明实施例的一种手指结构的手套,包括:手指机构1000、手背机构2000和用于与手指连接的若干固定机构;手指机构1000包括上述任一所述的手指结构。
例如,如图6所示,手背机构2000与手指机构1000连接,且手指机构1000的数量设置为五个,使其连接的形状与人体手部的形状相匹配,提高力反馈的准确性。
固定机构分别与手指机构1000和手背机构2000连接,即手指机构1000和手背机构2000上均设置有若干固定机构,使得操作者能够通过固定机构,而使手指机构1000和手背机构2000固定在手部的手背和手指上,形成外骨骼结构。当手套处于活动状态时,手指机构1000和手背机构2000能够跟随操作者的手部进行移动;而当手套处于力反馈状态时,手指机构1000和手背机构2000的形状、位置固定不变,限制了操作者的手部的位置,提高人机交互的体验。
进一步,固定机构可以设置为绳子、魔术贴等固定部件,通过围绕固定在操作者的手指和手背,从而实现对手指机构1000和手背机构2000的固定。进一步,操作者能够通过固定机构将手指结构的手套固定在手背和手指上,
在本发明的一些具体实施例中,手指机构1000还包括:第三指节500和手背指节600。
例如,如图7所示,第一指节100与第二指节200之间、第二指节200与第三指节500之间、以及第三指节500与手背指节600之间均通过连接组件300和驱动组件400连接,使得第一指节100与第二指节200之间、第二指节200与第三指节500之间、以及第三指节500与手背指节600之间能够实现相对的旋转和位置的固定,有效的模拟了人体手部各关节之间的配合作用。
具体地,可以将第二指节200当作第一指节100,第三指节500当作第二指节200,从而使第二指节200、第三指节500、连接组件300和驱动组件400之间的连接关系,与第一指节100和第二指节200的连接关系相同;同理,将第三指节500当作第一指节100,手背指节600当作第二指节200,从而使第三指节500、手背指节600、连接组件300和驱动组件400之间的连接关系,与第一指节100和第二指节200的连接关系相同。
手背指节600与手背机构2000连接,使得第一指节100、第二指节200和第三指节500通过手背指节600而有效的固定在手背机构2000上。
根据本发明实施例的手指结构及其手套的其他构成以及操作,对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
下面参考图1-图5,以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的手指结构,值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对发明的具体限制。
如图1-图5所示,手指结构包括:第一指节100、第二指节200、连接杆310、活动板321、第一固定件322、轴承323、滑动杆324、第一刹车盘325、弹性单元330、电机410、传动杆421、第一齿轮422、第二齿轮423、丝杠430和滑动块440。活动板321上设置有第一通孔3211和连接块3212,第一固定件322上设置有第一连接孔3221;第一指节100上设置有用于滑动杆324滑动的第一长槽110;第二指节200上设置有第二刹车盘210;第一指节100上设置有第一限位板120和第二限位板130,第二指节200上设置有第三限位板220和第四限位板230。
第一长槽110与滑动杆324配合滑动连接,滑动杆324与轴承323转动连接,第一固定件322与轴承323连接,连接块3212与第一连接孔3221配合连接,活动板321通过第一通孔3211与连接杆310滑动连接。
第一刹车盘325与活动板321过盈连接,连接杆310分别与第一限位板120和第二限位板130连接,第三限位板220通过连接杆310与第一限位板120转动连接,第四限位板230通过连接杆310与第一限位板120转动连接,第二刹车盘210与第三限位板220过盈连接,第二刹车盘210与第一刹车盘325凹凸连接,连接杆310与第一刹车盘325滑动连接,连接杆310与第二刹车盘210转动连接,弹性单元330分别能够与第一刹车盘325和第二刹车盘210拆卸连接,
活动板321能够与滑动块440拆卸连接,传动杆421分别与电机410和第一齿轮422连接,第一齿轮422与第二齿轮423啮合连接,第二齿轮423与丝杠430连接,丝杠430与滑动块440螺纹连接,电机410与第二指节200连接。
根据本发明实施例的手指结构,通过如此设置,可以达成至少如下的一些效果,在连接杆310的作用下,能够使第一指节100和第二指节200之间实现相对的转动,从而使得第一指节100和第二指节200能够根据人体手指具体的活动情况,而配置相应的自由度,来适应人体的手指关节,提高手指结构与人体手指的贴合程度。
在电机410、传动杆421、第一齿轮422、第二齿轮423、丝杠430和滑动块440的作用下,驱动活动板321和第一刹车盘325在连接杆310上移动,直至第一刹车盘325与第二刹车盘210连接;通过第一刹车盘325与第二刹车盘210之间的摩擦力,实现对第一指节100与第二指节200之间的紧锁,从而实现对人体手指关节的约束和固定,使得手指结构具有力反馈作用,提高了人机交互的体验。同时,由于丝杠430与滑动块440之间具有自锁功能,因此在电机410停止运转时,滑动块440是固定在相应的位置,使得第一刹车盘325与第二刹车盘210之间保持连接。
当电机410进行反方向运转时,驱动丝杠430进行反方向旋转,进而带动滑动块440进行复位,使得滑动块440与活动板321之间的压力减少,并逐渐分离。此时,由于第一刹车盘325受到弹性单元330的作用,因此弹性单元330能够驱动第一刹车盘325和活动板321进行复位,使得使得第一刹车盘325与第二刹车盘210的连接解除,从而使得第一指节100与第二指节200之间能够重新实现相对的自由转动。进一步,弹性单元330可以设置为弹簧,使得弹簧套接在连接杆310上。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、或“本实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种手指结构,其特征在于,包括:
第一指节;
第二指节,与所述第一指节转动连接;
连接组件,包括:用于连接所述第一指节和所述第二指节的连接杆,以及用于固定所述第一指节与所述第二指节之间转动位置的活动单元;所述连接杆与所述第二指节转动连接,所述连接杆与所述第一指节连接;
驱动组件,分别与所述第二指节和所述活动单元连接,以驱动所述活动单元沿着所述连接杆滑动,限制所述第一指节与所述第二指节之间的相对转动位置。
2.根据权利要求1所述的一种手指结构,其特征在于:所述连接组件还包括:用于使所述第二指节与所述活动单元之间产生对向力的弹性单元;所述弹性单元分别与所述连接杆、所述第二指节和所述活动单元连接。
3.根据权利要求2所述的一种手指结构,其特征在于:所述活动单元包括:活动板、第一固定件、轴承和滑动杆;所述第一固定件分别与所述活动板和所述轴承连接,所述滑动杆与所述轴承转动连接,所述滑动杆与所述第一指节滑动连接;所述活动板与所述连接杆滑动连接,以使所述活动板分别与所述驱动组件、所述弹性单元和所述第二指节抵接。
4.根据权利要求3所述的一种手指结构,其特征在于:所述活动板上设置有第一通孔和连接块,所述第一固定件上设置有第一连接孔;所述连接块与所述第一连接孔配合连接,所述活动板通过所述第一通孔与所述连接杆滑动连接。
5.根据权利要求3所述的一种手指结构,其特征在于:所述第一指节上设置有用于所述滑动杆滑动的第一长槽;所述第一长槽与所述滑动杆配合滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种手指结构,其特征在于:还包括第一刹车盘和第二刹车盘;所述第一刹车盘与所述活动单元连接,所述第二刹车盘与所述第二指节连接,所述第二刹车盘与所述第一刹车盘凹凸连接;所述连接杆与所述第一刹车盘滑动连接,所述连接杆与所述第二刹车盘转动连接。
7.根据权利要求6所述的一种手指结构,其特征在于:所述第一指节上设置有第一限位板和第二限位板,所述第二指节上设置有第三限位板和第四限位板;所述连接杆分别与所述第一限位板和所述第二限位板连接,所述第三限位板通过所述连接杆与所述第一限位板转动连接,所述第四限位板通过所述连接杆与所述第一限位板转动连接,所述第二刹车盘与所述第三限位板连接。
8.根据权利要求1所述的一种手指结构,其特征在于:所述驱动组件包括:电机、传动单元、丝杠和用于驱动所述活动单元在所述连接杆上移动的滑动块;所述电机与所述第二指节连接,所述传动单元分别与所述电机和所述丝杠连接,所述丝杠与所述滑动块螺纹连接,所述滑动块与所述活动单元连接。
9.一种手套,其特征在于:包括:手指机构、手背机构和用于与手指连接的若干固定机构;所述手指机构包括上述权利要求1-8任一项所述的手指结构;所述手背机构与所述手指机构连接,所述固定机构分别与所述手指机构和所述手背机构连接。
10.根据权利要求9所述的一种手套,其特征在于:所述手指机构还包括:第三指节和手背指节;所述第二指节与所述第三指节之间、以及所述第三指节与所述手背指节之间均通过所述连接组件和所述驱动组件连接,所述手背指节与所述手背机构连接。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016385A (en) * | 1997-08-11 | 2000-01-18 | Fanu America Corp | Real time remotely controlled robot |
| CN1529880A (zh) * | 2001-06-25 | 2004-09-15 | ���ء����߸� | 带有力反馈和运动反馈的可编程关节模拟器 |
| EP1598727A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-11-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Haptic feedback input device |
| CN201572217U (zh) * | 2009-12-03 | 2010-09-08 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 用于康复的仿人型假手 |
| CN203680324U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-07-02 | 浙江理工大学 | 一种外骨架穿戴式数据手套 |
| CN105619426A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-06-01 | 清华大学 | 腱绳式侧向锁定联动自适应机器人手指装置 |
| CN206780439U (zh) * | 2017-05-11 | 2017-12-22 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种将离合器用于关节锁定的机械臂 |
| CN108121450A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-05 | 合肥工业大学 | 一种基于线管钢丝绳传动的磁流变力反馈数据手套 |
| CN109542236A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-29 | 合肥工业大学 | 具有手指位置同步测量和指尖力反馈功能的外骨骼手套 |
-
2020
- 2020-04-17 CN CN202010305291.0A patent/CN111496822A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6016385A (en) * | 1997-08-11 | 2000-01-18 | Fanu America Corp | Real time remotely controlled robot |
| CN1529880A (zh) * | 2001-06-25 | 2004-09-15 | ���ء����߸� | 带有力反馈和运动反馈的可编程关节模拟器 |
| EP1598727A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-11-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Haptic feedback input device |
| CN201572217U (zh) * | 2009-12-03 | 2010-09-08 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 用于康复的仿人型假手 |
| CN203680324U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-07-02 | 浙江理工大学 | 一种外骨架穿戴式数据手套 |
| CN105619426A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-06-01 | 清华大学 | 腱绳式侧向锁定联动自适应机器人手指装置 |
| CN206780439U (zh) * | 2017-05-11 | 2017-12-22 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种将离合器用于关节锁定的机械臂 |
| CN108121450A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-05 | 合肥工业大学 | 一种基于线管钢丝绳传动的磁流变力反馈数据手套 |
| CN109542236A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-29 | 合肥工业大学 | 具有手指位置同步测量和指尖力反馈功能的外骨骼手套 |
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